2022年高考物理实验14用多用电表探索黑箱内的电学元件15传感器的简单应用练习

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(2)将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，将选择开关拨至电阻测量挡适当的量程处．
(3)将红、黑表笔________，进行欧姆调零．
(4)测反向电阻时，将________表笔接二极管正极，将________表笔接二极管负极，读出电表示数．
(5)为了得到准确的测量结果，应让电表指针尽量指向表盘________(填“左侧”、“右侧”或“中央”)；否则，在可能的条件下，应重新选择量程，并重复步骤(3)、(4)．
(6)测量完成后，将选择开关拨向________位置．
【解析】 本题主要考查多用电表的使用，二极管的单向导电性，意在考查考生实验操作能力，分析实验现象的能力．多用电表作为欧姆表使用时，除进行机械调零外，还要进行欧姆调零，因为欧姆调零的含义是使所测得电阻阻值为零，故步骤(3)中可将红、黑表笔短接；多用电表作为欧姆表使用时，电表的内部有一个电源，且红表笔(插入“＋”插孔)与电池负极相连；黑表笔(插入“－”插孔)与电池正极相连，所以步骤(4)要测二极管的反向电阻时，应将红表笔接二极管的正极，将黑表笔接二极管的负极；因为欧姆表的表盘的刻度是不均匀的，越向左刻度越密，测量值越不准确，所以，在步骤(5)中应让电表指针尽量指向表盘的中央，测量完毕后，应拨出表笔，选择开关置于OFF挡位置．
【答案】 (3)短接 (4)红 黑 (5)中央 (6)OFF
2．(6分)如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D相距很近，下列说法正确的是
( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动触头，P、L消耗的功率都不变
【解析】 触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．
【答案】 A
3．(6分)如图所示是一个测定液面高度传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为( )
A．h增大 B．h减小
C．h不变 D．无法确定
【解析】 导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于正对面积发生变化，会引起电容器的变化，与平行板电容器类比可知，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大．
【答案】 A
4．(6分)某同学用欧姆表测电阻，选择开关置于×10挡时，表针停在如图所示的位置上，为了使读数更准确些，对于重新选择量程的以下做法，正确的是( )
A．读出读数乘10倍即可
B．换×100Ω挡
C．换×1kΩ挡
D．换×1Ω挡
【解析】 指针偏右，说明电阻较小，应换低挡．
【答案】 D
5．用多用电表按正确步骤测量一电阻阻值，指针指示位置如图所示，则这电阻值是________．如果要用这只多用电表测量一个约为200Ω的电阻，为了使测量比较精确，选择开关应选的电阻挡倍率是________．
【解析】 由图，根据阻值等于读数乘倍率，即12×100Ω＝1200Ω；为使指针最后停在中间刻度附近(这样测量误差较小)，应选择×10的倍率，这时读数为200÷10＝20，在中间刻度附近．
【答案】 1200Ω ×10
6．(6分)用多用电表测一只内阻约为15kΩ的电压表内阻
(1)插在“＋”插孔的是________表笔，插在“－”插孔的是________表笔．
(2)测量前，先调节________，使表针停在刻度________端的“0”位置，选择好电阻挡位后，把两只表笔接触，调整________，使表针停在刻度________端的“0”位置．
【解析】 (1)插在“＋”插孔的是红表笔，插在“－”插孔的是黑表笔．
(2)先机械调零(左端)，后欧姆调零(右端)．
【答案】 (1)红 黑 (2)调零螺丝 左 调零旋钮 右
7．(6分)如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20、…(单位：cm)．则以下说法正确的是(不计工件挡住的时间)( )
A．工件加速度为/s2
B．工件加速度为/s2
C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压
D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压
【解析】 a＝eq \f(Δx,T2)＝eq \f(5×10－2,2)m/s2＝/s2.有光照射R1时，R1的阻值变小，R2两端电压变大，光传感器就输出一次高电压．无光照射R1时，R1的阻值变大，R2两端电压变小，光传感器就输出一次低电压．
【答案】 BD
8．(11分)(2009·高考全国Ⅰ)如图所示的电路中，1、2、3、4、5、6为连接点的标号．在开关闭合后，发现小灯泡不亮．现用多用电表检查电路故障，需要检测的有：电源、开关、小灯泡、3根导线以及电路中的各连接点．
(1)为了检测小灯泡以及3根导线，在连接点1、2已接好的情况下，应当选用多用电表的__________挡．在连接点1、2同时断开的情况下，应当选用多用电表的__________挡．
(2)在开关闭合情况下，若测得5、6两点间的电压接近电源的电动势，则表明____________________________________可能有故障．
(3)将小灯泡拆离电路，写出用多用电表检测该小灯泡是否有故障的具体步骤．________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【解析】 本题主要考查多用电表的使用、闭合电路欧姆定律等知识点，意在考查考生应用闭合电路欧姆定律分析电路故障，加强对理论联系实际的能力的考查．
用多用电表欧姆挡测电阻时必须将其从电路中断开，在点1和点2已接好的情况下，应选用多用电表的电压挡测量各器材两端的电压；点1和点2同时断开时，可以用欧姆挡进行测量．在开关闭合时，若测得5、6两点间电压接近电源电动势，可知开关或连接点5、6出现故障．把小灯泡拆离电路后，检验小灯泡是否断路可用多用电表的欧姆挡，调零后进行测量，如果电阻无穷大，说明灯泡是断路的．
【答案】 (1)电压 欧姆 (2)开关或连接点5、6
(3)①将多用电表挡位调至欧姆挡；
②将红、黑表笔相接，检查欧姆挡能否正常工作；
③测量小灯泡的电阻．如电阻为无穷大，表明小灯泡有故障．
9．(11分)(2009·高考上海卷)(1)用多用表的欧姆挡测量阻值约几十千欧的电阻Rx，以下给出的是可能的实验操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆挡调零旋钮．把你认为正确步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上．
a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆挡的0刻度，断开两表笔
b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出Rx的阻值后，断开两表笔
c．旋转S使其尖端对准欧姆挡×1k
d．旋转S使其尖端对准欧姆挡×100
e．旋转S使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔_________________________
________________________________________________________________________.
根据如图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为__________Ω.
(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆挡测电阻的说法中正确的是__________．
A．测量电阻时，如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的挡位，重新调零后测量
B．测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果
C．测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开
D．测量阻值不同的电阻时，都必须重新调零
【解析】 本题考查欧姆表的使用和读数．(1)使用欧姆表的步骤是：选挡、欧姆挡调零、测量读数、将选择开关打在交流电压的最高挡或OFF挡．根据被测电阻的阻值知，应选×1k挡，根据欧姆表的读数规则知读数为30×1kΩ＝30kΩ.
(2)测量电阻时．若指针偏角过大，说明被测电阻较小，应选用倍率较小的挡位，A项正确；测量时按规定红、黑表笔分别插正、负插孔，但表笔只是两个测量的引线，本身并没有正负，故调换不会影响测量结果，B项错误；根据欧姆表的使用规则，C项正确；换挡重新调零，若测不同电阻，不用换挡则不需要重新调零，D项错误．
【答案】 (1)c a b e 30k(或30000) (2)A，C
10．(11分)(2007·广东卷)实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ×10－8Ω·m.课外活动小组的同学设计了一个实验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器(千分尺)、导线和学生电源等．
(1)他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：(请填写第②步操作)
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“＋”、“－”插孔，选择电阻挡“×1”；
②________________________________________________________________________；
③把红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图(a)所示．
(2)根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图(b)的A、B、C、D四个电路中选择________电路来测量金属丝电阻；
(3)他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图所示，金属丝的直径为________mm；
(4)根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为________m．(结果保留两位有效数字)
(5)他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流表始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．(只需写出简要步骤)
________________________________________________________________________.
【解析】 (1)②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零．
(2)根据(1)中多用电表的示数R＝4Ω，可知待测电阻较小，应采用电流表外接；为了在实验中有较大的电压调节范围，滑动变阻器应采用分压式接法，故选D.
(3)(～均正确)
(4)由R＝ρL/S，S＝π(D/2)2求出L约为12m或13m.
(5)接通电源后，调节滑动变阻器，始终无电流，说明电路中有断点．故有以下两种正确解答：
①使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电动势，说明该元件或导线有断路故障．
②使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线有断路故障．(任选一个即可)
【答案】 (1)②将红、黑表笔短接，调整调零旋钮调零
(2)D
(3)0.260(0.258～0.262均正确)
(4)12或13
(5)以下两种解答都正确：
①使用多用电表的电压挡位，接通电源，逐个测量各元件、导线上的电压，若电压等于电源电动势，说明该元件或导线有断路故障．
②使用多用电表的电阻挡位，断开电路或拆下元件、导线，逐个测量各元件、导线上的电阻，若电阻为无穷大，说明该元件或导线有断路故障．(任选一个即可)
11．(12分)(2008·高考广东卷)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．
(1)若用上述器材测量热敏电阻随温度变化的特性，请你在下图所示的实物图上连线．
(2)实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________，________，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据．
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R—t关系图线如图所示，请根据图线写出该热敏电阻的R—t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效数字)．
【解析】 每次加热水后，都需要重新读出温度计和电压表的示数．根据绘得的R—t图线可以看出，电阻值R与温度t之间是线性关系，故可写成数学表达式R＝a＋bt(Ω)，其中b为直线斜率，据图线可求
b＝eq \f(128－104,70－10)＝0.400.
当t＝0时，a＝100Ω，所以上式可写为
R＝100＋(0.400±0.005)t
【答案】 (1)如图
(2)记录电压表电压值 温度计数值
(3)100 (0.400±0.005)
12．(13分)一台臭氧发生器P的电阻为10kΩ，当供电电压等于24V时能正常工作，否则不产生臭氧．现在用这种臭氧发生器制成自动消毒装置，要求它在有光照时能产生臭氧，在黑暗时不产生臭氧，拟用一个光敏电阻R1对它进行控制，R1的阻值在有光照时为100Ω、黑暗时为1000Ω，允许通过的最大电流为3mA；电源E的电压为36V、内阻不计；另有一个滑动变阻器R2，阻值为0～100Ω，允许通过的最大电流为；一个开关S和导线若干．
臭氧发生器P和光敏电阻R1的符号如图所示．设计一个满足上述要求的电路图，图中各元件要标上字母代号，其中滑动变阻器两固定接线柱端分别标上字母A、B.(电路图画在方框内)．
【解析】 臭氧发生器正常工作时电流I＝eq \f(24,10×103)A＝24×10－4A＝2.4mA.
R1允许通过的最大电流为3mA，所以用R1与P串联，由于滑动变阻器阻值R2远小于P的电阻，所以采用滑动变阻器分压式接法．电路如图所示．
【答案】 见解析图